一种具有光热效应的复合抗菌纳米材料At10/CuS@ZIF-8的制备方法与应用

本申请涉及近红外光热抗菌材料，更具体地说，它涉及一种具有光热效应的复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法与应用。

背景技术：

1、耐药细菌的出现反映出很严重的公共卫生问题，急切需要开发出新型抗菌剂，而许多研究发现抗菌肽(antimicrobialpeptides,amps)具有广谱抗菌活性和相对较低的耐药性，是理想的候选抗菌剂。以往的研究表明，ptt具有高效和无创的优势，其耐药性可以忽略不计。通过近红外光诱导的局部高温，可导致膜破裂，蛋白质变性和不可逆的细菌破坏。目前大多数光热纳米平台支持的ptt(光热疗法)靶向性较差，因此，为了增加感染部位物质的积累并达到理想的治疗效果，需要提高ptas(光热剂)的光功率和剂量，这不可避免地增加了代谢负担，为了解决上述问题，联合治疗是一种可行的方法。

2、大多数光热剂(ptas)的激发激光集中在第一个近红外区域(nir-ⅰ)(650–950nm)，穿透深度有限。为了实现更深的组织渗透和灭菌，在第二个近红外区域(nir-ⅱ)(1000-1700nm)中的cusnps具有高光热转换效率，更深的渗透深度和更高的生物安全性，cusnps作为一种优良的pta已被广泛探索，其有效的抗菌性能已得到证实。

3、zif-8由锌离子(zn2+)与2-甲基咪唑(2-mi)配位形成正十二面体的一类金属有机框架。zif-8与常规纳米材料相比具有一些潜在优势，如结构和化学多样性、高负载能力以及良好的生物降解性zif-8框架的尺寸较小，化合物负载封装在zif-8框架内，可以抑制化合物的过早释放，可以作为药物缓释的理想载体。

4、细菌表面的膜带有负电荷，然而不同电荷之间的静电效应使其更倾向于与阳离子结合。一些研究表明，阳离子纳米粒子也会损伤细胞器并影响细菌的代谢行为，因此，将cusnps包埋于zif-8中进行正电荷修饰可以增强其对细菌的靶向性和破坏性。

技术实现思路

1、本公开提供了一种具有光热效应的复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法与应用，通过一锅法将at10与cus包埋于zif-8中，缓解了cus聚集，提高了at10的稳定性，从而制备出一种具有光热效应的复合纳米抗菌剂，通过化学和光热协同作用达到很好的杀菌效果。

2、第一方面，本公开提供一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将醋酸锌加入到cus纳米粒子中，得到混合溶液1；

4、(2)将at10与2-甲基咪唑混合，制得混合溶液2；

5、(3)将所述溶液1和所述溶液2在超声条件下混合，制得at10/cus@zif-8复合纳米材料。

6、优选的，所述混合溶液中zif-8浓度为400μg/ml-500μg/ml，cus纳米粒子的浓度为64μg/ml-130μg/ml，at10的浓度为6.2μμ-50μμ。

7、优选的，所述at10/cus@zif-8的粒径为70-80nm。

8、优选的，所述at10@zif-8的粒径为70-80nm。

9、优选的，所述溶剂2-甲基咪唑与醋酸锌的体积比为5-6:1-2。

10、优选的，所述的2-甲基咪唑浓度40-60mg/ml，醋酸锌浓度2-4mg/ml。

11、优选的，所述的at10/cus@zif-8的超声条件为80-100w。

12、第二方面，本公开提供一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的应用，所述光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8应用于制备抗菌材料。

13、优选的，应用方法包括以下步骤：

14、s1：向10mllb液体培养基中加入大肠杆菌的一个单菌落，在160rpm，37℃条件下培养至对数期，9000rpm离心7min，再用0.85％生理盐水清洗沉淀，用新鲜lb培养基重新分散；

15、s2：将所述新鲜lb培养基与at10@zif-8为1.6μm，110μg/ml，at10/cus@zif-8为1.6μm，16μg/ml，110μg/ml，每组样3平行等体积混合孵育2h后，at10/cus@zif-8用980nm照射8min；

16、s3：将所述样品用生理盐水清洗3次后600μl生理盐水重悬，在孵育期间就用pll避光浸泡0.5×0.5mm载玻片1h，回收pll溶液，将所述样品自然风干，在0.5×0.5mm载玻片上滴加被纳米材料作用后的菌液，固定15min后吸走菌液，风干后继续滴加2.5％戊二醛浸泡1h，用不同浓度的酒精30％-100％梯度洗脱5min。

17、综上所述，本申请具有以下有益效果：

18、1、由于本申请中制备的at10/cus@zif-8是一种高效广谱的抗菌材料，近红外光照射下8min后，再与细菌共同孵育2h后，低浓度的at10/cus@zif-8对金黄色葡萄球菌的杀菌率能够达到99％以上，性能持久稳定；

19、2、本申请中以cus@zif-8为基底，原位合成了一种新型光热抗菌材料at10/cus@zif-8，制备方法简单、成本低廉、安全无毒、可规模化生产，具有广泛的应用潜力；

20、3、本申请通过一锅法将cus和蚂蚁肽at10包埋于zif-8中，构建了构建出具有光热效应的复合纳米抗菌材料。将cus与at10包埋于zif-8中缓解了cus的聚集并提高了at10的稳定性。

21、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开的保护范围。

技术特征：

1.一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中zif-8浓度为400μg/ml-500μg/ml，cus纳米粒子的浓度为64μg/ml-130μg/ml，at10的浓度为6.2μμ-50μμ。

3.根据权利要求1所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，其特征在于，所述at10/cus@zif-8的粒径为70-80nm。

4.根据权利要求1所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，其特征在于，所述at10@zif-8的粒径为70-80nm。

5.根据权利要求1所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，其特征在于，所述溶剂2-甲基咪唑与醋酸锌的体积比为5-6:1-2。

6.根据权利要求1所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，其特征在于，所述的2-甲基咪唑浓度40-60mg/ml，醋酸锌浓度2-4mg/ml。

7.根据权利要求1所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的制备方法，其特征在于，所述的at10/cus@zif-8的超声条件为80-100w。

8.根据权利要求1-7所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的应用，其特征在于，所述光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8应用于制备抗菌材料。

9.根据权利要求8所述一种光热复合抗菌纳米材料at10/cus@zif-8的应用，其特征在于，应用方法包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及近红外光热抗菌材料技术领域，更具体地说，它涉及一种具有光热效应的复合抗菌纳米材料At10/CuS@ZIF‑8的制备方法与应用。包括以下步骤：将醋酸锌加入到CuS纳米粒子中，得到混合溶液1；将At10与2‑甲基咪唑混合，制得混合溶液2；将所述溶液1和所述溶液2在超声条件下混合，制得At10/CuS@ZIF‑8复合纳米材料。通过一锅法将At10与CuS包埋于ZIF‑8中，缓解了CuS聚集，提高了At10的稳定性，从而制备出一种具有光热效应的复合纳米抗菌剂，通过化学和光热协同作用达到很好的杀菌效果。

技术研发人员：招秀伯,别士月,张多多,王楠,徐昕雨,邓颖琪,夏钰
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27